Ուլտրամանուշակագույն տեսանկյունից սպեկտրաֆոտոմետրերը բարդ գործիքներ են, որոնք լայնորեն օգտագործվում են տարբեր գիտական ոլորտներում: Չնայած նրանց նշանակությանը, շատերը լիովին չեն հասկանում, թե ինչ են այդ սարքերը, իրենց դիմումները եւ ինչպես են նրանք աշխատում: Այս հոդվածը նպատակ ունի ուլտրամանուշակագույն սպեկտրոֆոտաչափերի խորը բացատրություն տալ, լուսաբանելով նրանց սկզբունքները, օգտագործումը եւ դրանց տակ գտնվող հանգամանքները:
Ինչ է ուլտրամանուշակագույն սպեկտրոֆոտոմետրը:
Ուլտրամանուշակագույն տեսանկյունից սպեկտրաֆոտոմետրը վերլուծական սարք է, որն օգտագործվում է էլեկտրակայանների (ուլտրամանուշակագույն) եւ տեսանելի (VISW) եւ տեսանելի (VIS) տարածաշրջաններում լույսի ինտենսիվությունը չափելու համար: Այս գործիքները շատ կարեւոր են նյութերի օպտիկական հատկությունները վերլուծելու, դրանց համակենտրոնացումը որոշելու եւ տարբեր լույսի պայմաններում հասկանալու իրենց պահվածքը:
Ինչպես է աշխատում ուլտրամանուշակագույն սպեկտրաֆոտոմետրը:
Ուլտրամանուշակագույն տեսանկյունից սպեկտրոֆոտոմետրերի շահագործումն ընդգրկում է մի քանի հիմնական բաղադրիչներ եւ քայլեր.
Լույսի աղբյուրը.
Սպեկտրոֆոտոմետրը պարունակում է լույսի աղբյուր, սովորաբար դյութետայումների լամպի (ուլտրամանուշակագույն լույսի համար) եւ վոլֆրամի լամպի (տեսանելի լույսի համար): Այս լամպերը լույս են տալիս ուլտրամանուշակագույն եւ տեսանելի սպեկտրի միջով:
Monochromator:
Աղբյուրով արտանետվող լույսը անցնում է մոնոխրոմատորի միջով, որն այն բաժանում է առանձին ալիքի երկարությունների: Դա սովորաբար կատարվում է պրիզմայով կամ ցրված քերելով օգտագործելով:
Նմուշ կրող.
Monochromatic Light- ը ուղղված է նմուշի կրողին, որտեղ նմուշի լուծույթը տեղադրվում է Cuvette- ում, ապակուց կամ քվարցից պատրաստված փոքրիկ կոնտեյներ:
Դետեկտոր.
Նմուշը անցնելուց հետո լույսը հասնում է դետեկտորի: Դետեկտորը չափում է փոխանցվող լույսի ինտենսիվությունը եւ այն վերածում էլեկտրական ազդանշանի:
Տվյալների վերլուծություն.
Էլեկտրական ազդանշանը այնուհետեւ մշակվում է համակարգչի կամ միկրոպրոցեսորի կողմից, որն առաջացնում է սպեկտր, որը ցույց է տալիս նմուշի կլանում կամ փոխանցում տարբեր ալիքի երկարություններում:
Ուլտրամանուշակագույն սպեկտրաֆոտոմետրի սկզբունքներ
UV-VIS սպեկտրոֆոտոմետրիայի հիմնարար սկզբունքը Գարեջուր-Լամբերտի օրենքն է, որը վերաբերում է լույսի կլանումը դեպի նյութի հատկությունները, որոնց միջոցով լույսը ճանապարհորդում է: Օրենքն արտահայտվում է, ինչպես.
= ⋅⋅
Որտեղ.
Ա-ն կլանում է (ոչ մի ստորաբաժանում, քանի որ դա հարաբերակցություն է):
Արդյոք մոլարի կլանվածության գործակիցը (L / MOL · սմ), հաստատուն, որը ցույց է տալիս, թե որքան ուժեղ է նյութը կլանում լույսը որոշակի ալիքի երկարությամբ:
Նմուշում կլանող տեսակների կենտրոնացումը (MOL / L):
Ուղու երկարությունն է, որի միջոցով լույսը ճանապարհորդում է նմուշում (սմ):
Ներծծքը ուղղակիորեն համամասն է համակենտրոնացման եւ ուղու երկարության, ուլտրամանուշակագույն սպեկտրաֆոտոֆոտոմետրիստը դարձնելով քանակական վերլուծության հզոր գործիք:
UV-VIS սպեկտրաֆոտոմետրերի դիմումներ
Ուլտրամանուշակագույն տեսանկյունից սպեկտրաֆոտոմետրեր ունեն տարբեր ոլորտների լայն տեսականի.
1. Քիմիա
Համակենտրոնացման որոշում.
Ուլտրամանուշակագույն տեսանկյունից սպեկտրաֆոտոմետրերը պարբերաբար օգտագործվում են լուծման մեջ լուծույթների համակենտրոնացումը որոշելու համար: Օրինակ, ԴՆԹ-ի, սպիտակուցների կամ այլ կենսամոլեկուլների կոնցենտրացիան կարելի է չափել իրենց կլանման միջոցով հատուկ ալիքի երկարություններում:
Կարգի կինետիկ նյութեր.
Այս գործիքները օգնում են ուսումնասիրել քիմիական ռեակցիաների տեմպերը `ժամանակի ընթացքում ռեակտիվների կամ ապրանքների ներծծման փոփոխության փոփոխության միջոցով:
Քիմիական վերլուծություն.
Դրանք օգտագործվում են քիմիական միացությունների որակական եւ քանակական վերլուծության համար, որոնք կօգնեն նույնականացնել նյութերը, որոնք հիմնված են իրենց կլանման սպեկտրի վրա:
2-ը: Կենսաքիմիա եւ մոլեկուլային կենսաբանություն
Սպիտակուց եւ նուկլեաթթվի քանակականացում.
Ուլտրամանուշակագույն տեսանկյունից է ուլտրամանուշակագույն սպեկտրաֆոտոմետատը կենսաքիմիայի մեջ էական բիոքիմիայի մեջ `դուկային թթուների (ԴՆԹ-ի եւ RNA) եւ սպիտակուցների համակենտրոնացման եւ մաքրության չափման համար:
Ֆերմենտային գործունեություն.
Ֆերմենտների գործունեությունը կարելի է ուսումնասիրել `չափելով սուբստրատների կամ արտադրանքի ներծծումը, որն ընդգրկված է ֆերմենտային ռեակցիաներում:
3. Բնապահպանական գիտություն
Quality րի որակի ստուգում.
Ուլտրամանուշակագույն տեսանկյունից սպեկտրաֆոտոմետրերը օգտագործվում են ջրի մեջ աղտոտող նյութերը հայտնաբերելու եւ քանակականացնելու համար, ինչպիսիք են նիտրատները, ֆոսֆատները եւ ծանր մետաղները:
Օդի որակի մոնիտորինգ.
Դրանք օգնում են օդային աղտոտիչներին դիտարկելիս `չափելով օզոնի եւ ազոտի երկօքսիդի նման գազերի կլանումը:
4. Կլինիկական եւ դեղագործական վերլուծություն
Թմրամիջոցների փորձարկում եւ զարգացում.
Դեղագործական արդյունաբերության մեջ ուլտրամանուշակագույն սպեկտրաֆոտոմետրերը օգտագործվում են դեղերի համակենտրոնացումը եւ մաքրությունը վերլուծելու եւ դեղագործական միացությունների կայունությունն ու դեգրադացիան ուսումնասիրելու համար:
Կլինիկական ախտորոշում.
Այս գործիքները աջակցում են կլինիկական ախտորոշմանը `չափելով տարբեր նյութերի կոնցենտրացիան մարմնական հեղուկներում, ինչպիսիք են գլյուկոզան, խոլեստերինը եւ բիլիրուբինը:
5. Սննդի եւ խմիչքների արդյունաբերություն
Որակի հսկողություն.
Ուլտրամանուշակագույն տեսանկյունից սպեկտրաֆոտոմետրիան օգտագործվում է սննդի եւ խմիչքների որակը եւ անվտանգությունն ապահովելու համար `չափելով հավելանյութերի, կոնսերվանտների եւ աղտոտիչների կոնցենտրացիան:
Սննդային վերլուծություն.
Սննդամթերքի մեջ վիտամինների, հանքանյութերի եւ այլ սննդանյութերի համակենտրոնացումը կարող է որոշվել այս տեխնիկայի միջոցով:
Ուլտրամանուշակագույն տեսանկյունից սպեկտրաֆոտոմետրերի տեսակները
Ուլտրամանուշակագույն-vis սպեկտրոֆոտոմետրեր
Ինձ տարբեր կազմաձեւերով, յուրաքանչյուրը հարմար է հատուկ դիմումների համար.
Միայն ճառագայթների սպեկտրոֆոտաչափեր.
Սրանք ունեն մեկ թեթեւ ուղի, ինչը նշանակում է, որ հղումը եւ նմուշի չափումները հաջորդաբար վերցվում են: Դրանք ավելի պարզ եւ ծախսարդյունավետ են, բայց կարող են ավելի քիչ ճշգրիտ լինել լույսի աղբյուրի ինտենսիվության հնարավոր տատանման պատճառով:
Երկկողմանի սպեկտրոֆոտաչափեր.
Այս գործիքները լույսը բաժանեցին երկու ուղիների, մեկը անցնում էր նմուշի միջով, իսկ մյուսը `հղումով: Այս կարգաբերումը թույլ է տալիս միաժամանակ չափել, փոխհատուցել լույսի ինտենսիվության տատանումները եւ ավելի ճշգրիտ արդյունքներ տալ:
Մանրրոլատ ընթերցողներ.
Նախագծված է բարձրորակ ցուցադրման համար, միկրոքի ընթերցողները կարող են չափել բազմաթիվ նմուշներ, միաժամանակ օգտագործելով միկրոաթներ բազմաթիվ ջրհորներով, որոնք սովորաբար օգտագործվում են կենսատեխնոլոգիայի եւ դեղագործական արդյունաբերություններում:
Դյուրակիր ուլտրամանուշակագույն-vis սպեկտրոֆոտաչափեր.
Այս կոմպակտ, ձեռքի սարքերը օգտագործվում են դաշտային աշխատանքների եւ տեղում վերլուծության համար, առաջարկելով հարմարավետություն եւ ճկունություն շրջակա միջավայրի մոնիտորինգի եւ որակի վերահսկման համար:
Ընդլայնված տեխնիկա եւ տատանումներ
Ուլտրամանուշակագույն տեսանկյունից սպեկտրաֆոտոմետատը զարգացավ ներառել առաջադեմ տեխնիկա եւ տատանումներ.
1: Ածանցյալ սպեկտրոֆոտոմետրիա
Այս տեխնիկան ներառում է կլանման սպեկտրի ածանցյալների հաշվարկը, բարձրացնելով համընկնման գագաթների լուծումը եւ բարդ խառնուրդներում համակենտրոնացման չափումների ճշգրտումը բարելավելը:
2-ը: դադարեցված հոսքի սպեկտրոֆոտոմետրիա
Օգտագործվում է արագ արձագանքման կինետիկայի ուսումնասիրության համար, դադարեցված հոսքի սպեկտրոֆոտոմետրիան արագորեն խառնվում է ռեակտորներին եւ չափում է իրական ժամանակում կլանման փոփոխությունները, ապահովելով պատկերացումներ արագ կենսաքիմիական եւ քիմիական գործընթացների:
3: Photoacoustic սպեկտրոսկոպիա
Այս մեթոդը չափում է մոդուլյացիոն լույսի կլանման միջոցով արտադրված ձայնային ալիքները, առաջարկելով բարձր զգայունություն ամուր եւ անթափանց նմուշներ, որտեղ ավանդական ուլտրամանուշակագույն վիզի սպեկտրոֆոտոմետրիան կարող է արդյունավետ լինել:
Առավելություններ եւ սահմանափակումներ
Առավելություններ
Ոչ կործանարար.
Ուլտրամանուշակագույն տեսանկյունից սպեկտրաֆոտոմետրը, ընդհանուր առմամբ, ոչ կործանարար է, պահպանելով նմուշը հետագա վերլուծության համար:
Բարձր զգայունություն եւ ճշգրտություն.
Տեխնիկան առաջարկում է բարձր զգայունություն եւ ճշգրտություն, այն հարմար դարձնելով վերլուծությունների ցածր կոնցենտրացիաները հայտնաբերելու եւ քանակականացնելու համար:
Բազմակողմանիություն:
Այն կարող է վերլուծել նյութերի լայն տեսականի, ներառյալ օրգանական եւ անօրգանական միացություններ, տարբեր նահանգներում (պինդ, հեղուկ եւ գազ):
Արագ եւ պարզ.
Չափումները, որպես կանոն, արագ եւ պարզ են, թույլ տալով արդյունավետ եւ սովորական վերլուծություն:
Սահմանափակումներ
Միջամտություններ.
Նմանապես ալիքի երկարություններում ներծծող միջամտող նյութերի առկայությունը կարող է բարդացնել վերլուծությունը:
Նմուշի պատրաստում.
Որոշ նմուշներ կարող են պահանջել լայնածավալ նախապատրաստում կամ նոսրացում, հնարավոր է սխալներ ներկայացնել:
Սահմանափակ տեղեկատվություն.
Ուլտրամանուշակագույն տեսանկյունից սպեկտրաֆոտոմետրիան հիմնականում տեղեկատվություն է տալիս միացությունների համակենտրոնացման եւ կլանման մասին, բայց չունի մանրամասն կառուցվածքային պատկերացումներ, որոնք պահանջում են լրացուցիչ տեխնիկա, ինչպիսիք են զանգվածային սպեկտրոմետրիան կամ NMR- ն:
Ուլտրամանուշակագույն տեսանկյունից սպեկտրաֆոտոմետրերը անփոխարինելի գործիքներ են ժամանակակից գիտության մեջ, առաջարկելով բազմակողմանի եւ հզոր մեթոդ `նյութերի լայն տեսականի վերլուծության համար: Նրանց դիմումները տարածվում են տարբեր դաշտերում, ներառյալ քիմիայի, կենսաքիմիայի, բնապահպանական գիտության, կլինիկական ախտորոշման եւ սննդի արդյունաբերության մեջ: UV-VIS սպեկտրաֆոտոմետրի սկզբունքների, գործողության եւ օգտագործումների հասկանալը գիտնականներին եւ մասնագետներին հնարավորություն է տալիս օգտագործել իր ամբողջ ներուժը հետազոտությունների եւ զարգացման, որակի վերահսկման եւ վերլուծական նպատակներով: Չնայած իր սահմանափակումներին, ուլտրամանուշակագույն սպեկտրաֆոտոմետրը շարունակում է մնալ վերլուծական լաբորատորիաների հիմնաքար, զգալիորեն նպաստելով գիտության եւ տեխնիկայի առաջխաղացմանը:
